新疆巴音沟蛇绿混杂岩带物质组成及形成演化

新疆巴音沟蛇绿混杂岩带物质组成及形成演化

0区域地质调查新疆西天山发育着许多明显的蛇绿混合岩带，包括晚古生代蛇绿混合岩带、中高山北缘早古生代蛇绿混合岩带、晚古生代中天山缘早古生代第一批蛇绿混合岩带和晚古生代蛇绿混合岩带。2010~2012年,西安地质矿产勘查开发院组织完成了中国地质调查局1∶50000哈夏特等4幅区域地质调查,其中包括对巴音沟蛇绿混杂岩带的研究1巴音沟蛇绿混杂岩带巴音沟蛇绿混杂岩位于中天山北缘断裂北侧,是北天山晚古生代构造岩浆作用的重要组成部分(图1)。巴音沟地区SW—NE向存在3个主要地质单元,依次为下石炭统沙大王组、巴音沟蛇绿混杂岩和上石炭统奇尔古斯套组(图2)。巴音沟蛇绿混杂岩呈推覆岩片逆冲于沙大王组之上,与上石炭统奇尔古斯套组为断层接触关系。巴音沟蛇绿混杂岩带由蚀变超基性岩、含斜长花岗岩脉的辉长岩、闪长岩、辉绿岩墙、枕状玄武岩、块状熔岩(玄武岩和安山岩)、基性凝灰岩和硅质岩等组成。辉绿岩墙清楚地根植于辉长岩中,对上覆玄武岩起着补给通道的作用。在巴音沟地区,虽然蛇绿岩组合出露比较完整,但原始的蛇绿岩组合已被后期构造变动破坏。蚀变超基性岩主要由蛇纹岩化方辉橄榄岩和纯橄岩组成。巴音沟蛇绿混杂岩带由混杂基质和构造岩块组成,基质为强烈剪切变形的超基性岩及碎屑岩,而构造岩块较为复杂,主要为蛇纹岩、蚀变辉长岩、凝灰岩、深海放射虫硅质岩。另外,部分玄武岩与灰岩紧密伴生,而有的玄武岩却与紫红色硅质岩紧密伴生。混杂岩带整体表现为一条强变形带,带内岩石强烈变形,多呈大小不等的构造透镜顺断层面定向排列,局部呈扭曲、拉伸、变薄变细的石香肠状。2系统的分析方法在对巴音沟蛇绿混杂岩带的物质组成进行详细调查的基础上,对其中的玄武质岩石进行系统分析。结合野外产状、岩石组合特征及地球化学特征,可将混杂岩带中玄武质岩石初步分为3类:与变质橄榄岩及辉长岩等伴生的玄武质岩石、与火山碎屑岩及酸性火山岩伴生的玄武质岩石和分布于蛇绿混杂岩边部的玄武质岩石。2.1蛇绿混杂岩带的岩石结构与变质橄榄岩及辉长岩等伴生的玄武质岩石多为浅灰绿色,在野外与变辉长岩、变辉长辉绿岩、变质橄榄岩及蛇纹岩紧密共生,它们之间均为构造接触(图3),是蛇绿混杂岩带中玄武质岩石的主体。基性熔岩通常具有聚斑结构、玻基交织结构、斑状结构或微晶结构,主要由斜长石、单斜辉石、磁铁矿、钛铁矿和少量锆石组成,发育低级变质作用形成钠长石、绿帘石、绿泥石、方解石、榍石和阳起石等矿物,它们常出现在基质中。辉长岩主要由粗粒斜长岩和单斜辉石组成,斜长石通常被辉石包裹构成嵌晶结构,岩石中含有少量钛铁矿、磁铁矿、榍石及锆石。2.2玄武质岩石与火山碎屑岩及酸性火山岩伴生的玄武质岩石主要分布在蛇绿混杂岩带的中部大梁附近,所占比例不多但特征比较明显,多与中酸性火山碎屑岩岩块、碎屑岩分布在一起,它们之间均为断层接触关系,呈现网状镶嵌结构,变形基质多为火山碎屑岩、碎屑岩。该玄武质岩石主要有两种玄武岩:一种为紫红色块状玄武岩,呈紫红色块状构造,偶见小枕状构造;另一种为深灰色枕状玄武岩,岩石呈深灰色枕状构造,枕状构造十分发育,大多呈椭球状,直径一般为30~50cm,也可见直径约1m的球枕(图4),球枕之间有3~5cm的冷凝边。枕状玄武岩具斑状结构,斑晶主要为斜长石和少量单斜辉石,基质为间隐结构(玻璃质已脱玻化),斜长石微晶发育海相火山岩特有的水下“淬火”结构。2.3中酸性火山玄武质岩石分布于蛇绿混杂岩边部的玄武质岩石主要分布在混杂构造带边部及蛇绿混杂岩带两侧的地层中,均为断层接触关系,变形基质为中酸性火山碎屑岩和碎屑岩。该玄武质岩石主要为灰绿色枕状玄武岩,岩石多具杏仁状、枕状、球粒状构造,玄武岩枕体大小悬殊,呈不规则状鱼目混杂。其直径一般都小于20cm,以5~10cm的居多(图5)。枕状玄武岩特征与第2.2节枕状玄武岩类似,具斑状结构,斑晶主要为斜长石和少量单斜辉石,基质为间隐结构。3洋中脊玄武岩岩石组成特征对玄武质岩石分别进行样品采集及地球化学测试分析,分析结果见表1。根据地球化学参数可以看出:样品10DYQ82-1、D0933YQ-1、D1908YQ-2、11D1YQ47-1、11D1YQ54-1为洋中脊玄武岩(MORB)型;样品D0904YQ-1、D0931YQ-1、D0207YQ-1为洋岛玄武岩(OIB)型;样品10DYQ75-1、10SYQ22-1、10UYQ91、D0903YQ-1为大陆裂谷玄武岩(CRB)型。这3类样品与野外岩石组合特征相一致。3.1莫罗b岩石MORB型岩石SiO3.2oib岩石OIB型岩石SiO玄武岩稀土元素总含量较高,为(132.9~160.9)×103.3crb岩石CRB型岩石SiO玄武岩稀土元素总含量较高,为(140~180.6)×104讨论4.1形成时代徐学义等对新疆巴音沟蛇绿混杂岩中的辉长岩、斜长花岗岩分别进行了锆石U-Pb同位素测年研究4.2b型、oib型和crb型在新疆巴音沟蛇绿混杂岩中,明显发育3种不同地球化学特征的玄武质岩石,分别为MORB型、OIB型和CRB型。采用抗蚀变元素(如Zr、Y及Ti等)进行构造环境判别。在Zr-Zr/Y构造环境判别图解(图10)中,MORB型火山岩样品全部落在了大洋中脊区域,OIB型及CRB型玄武质岩石样品落在了板内环境。在FeOT-MgO-Al5玄武质岩石类型新疆巴音沟蛇绿混杂岩带中发育3种不同类型的玄武质岩石,记录了该地区复杂的构造岩浆事件。这3种玄武质岩石分别为与变质橄榄岩及辉长岩等伴生的玄武质岩石、与火山碎屑岩及酸性火山岩伴生的玄武质岩石和分布于蛇绿混杂岩边部的玄武质岩石。根据地球化学参数发现,上述3种玄武质岩石分别对应MORB型、OIB型和CRB型岩石。其中,MORB型火山岩为正常洋中脊产生的大洋地壳,而OIB型玄武岩为大洋板内发育的大洋高原或者岛屿,CRB型应该代表的是大陆裂谷阶段火山岩,但遗憾没